銀河系地圖

這張地圖是利用斯隆數字巡天-III（Sloan Digital Sky Survey，縮寫SDSS）的數據創造的，後者在四年內研究了10萬多顆恆星。“針對這項特定研究，我們可以測量星系裡將近七萬顆恆星的特性，”美國賓州州立大學天文學教授唐納德·施耐德（Donald Schneider）這樣說道。“這可以被描述為星系考古學。這些數據揭示了恆星的位置、運動和組成部分，它將提供恆星形成和歷史的見解。”

“在我們的現代社會，很多人遠離自己的出生地，有時甚至隔著大半個地球，”研究首席作者、美國新墨西哥州立大學的邁克爾·海登（Michael Hayden）這樣說道。“現在我們發現銀河系裡的恆星也是如此。星系裡30%的恆星都遠離了它們的出生地。”

創造和解釋這張新地圖的關鍵是測量每顆恆星大氣層里的元素。“根據恆星的化學組成，我們可以了解它的祖先和生命歷史。”海登說道。這些化學信息來自光譜，也就是對恆星在不同波長釋放多少光的細節測量。光譜顯示了與元素和化合物相對應的顯著的線。閱讀恆星的光譜線可以告訴天文學家這顆恆星是由化學元素組成的。

“恆星光譜顯示了銀河系的化學組成是不斷發生變化的，”參與這項研究的新墨西哥州立大學的天文學家喬·霍爾茨曼(Jon Holtzman)這樣說道。“恆星在核心處創造更重元素，當恆星死亡，這些更重元素重回氣體，後者形成了下一代新恆星。”

正因這種“化學增豐”過程，每一代恆星所擁有的更重元素比率比上一代恆星更高。在星系某些區域恆星形成比其它區域更旺盛，在這些更旺盛的區域里，會形成更多新恆星。結果這些恆星平均包含的更重元素與星系其它部分都不相同。天文學家利用恆星里更重元素的量來確定恆星出生於星系哪部分區域。

“雖然平均來說，銀河系外盤出生的恆星具有較少重元素，但仍有一小部分恆星所包含的較重元素量遠超出內盤典型恆星所包含的量。”研究小組成員、加拿大多倫多大學、高等研究院的喬·波維（Jo Bovy）這樣說道。大多數數據可以通過一個模型來解釋，也即恆星會放射性的移動，隨著時間的推移朝星系中央靠近或者遠離。

這些隨機的進出運動被稱為“遷移”，它很可能是由星系盤的不規則性引起的，例如銀河系著名的旋臂。太陽附近的恆星上曾經觀察到這種恆星遷移的證據，但這項最新研究是首批清晰證據表明遷移發生在整個銀河系內。